数字电子技术第七章的PPT(徐丽香,第二版).ppt
《数字电子技术第七章的PPT(徐丽香,第二版).ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《数字电子技术第七章的PPT(徐丽香,第二版).ppt(57页珍藏版)》请在一课资料网上搜索。
1、第7单元 脉冲波形的产生和变换通过这一单元的学习,主要掌握如下知识:通过这一单元的学习,主要掌握如下知识:多谐振荡器、单稳态电路和施密特触发器的工作多谐振荡器、单稳态电路和施密特触发器的工作原理。原理。能够运用能够运用555电路设计多谐振荡器、单稳态电路电路设计多谐振荡器、单稳态电路和施密特触发器。和施密特触发器。学习内容学习内容1常见脉冲波形常见脉冲波形:2常用的脉冲参数常用的脉冲参数:7.1 概述概述 7.2 集成集成555定时器定时器 1555定时器的电路结构定时器的电路结构 1&COTHTR+VCCuOD5k5k5kC1C2G1G2G3T+2658437RQQ低低电平电平触发端触发端高
2、高电平电平触发端触发端电压电压控制端控制端复位端复位端低低电平有效电平有效放电端放电端4.516V一、一、555定时器的电路结构定时器的电路结构7.2 集成集成555定时器定时器电压比较器的功能:电压比较器的功能:v+v-,vO=1 v+v-,vO=0由以下几部分组成:由以下几部分组成:(1)三个)三个5k电阻组电阻组成的分压器。成的分压器。(2)两个电压比较器)两个电压比较器 C1和和C2。C1v+vvO电源电源复位,低电平有效复位,低电平有效高电平触发端高电平触发端电压控制端电压控制端低电平触发端低电平触发端放电端放电端CC&1RSG5k5k5k12VRTHvCCD(2)(6)(5)(8)
3、(4)(3)O(7)vT,(1)TRCO(3)基本)基本RS触发器,触发器,(4)放电三极管)放电三极管T及缓冲器及缓冲器G。电路符号电路符号1 12 26 65 58 84 43 37 7Ov,THvICVCCvO555555DRTR电源电源复位,低电平有效复位,低电平有效高电平触发端高电平触发端电压控制端电压控制端低电平触发端低电平触发端放电端放电端CC&1RSG5k5k5k12VRTHvCCD(2)(6)(5)(8)(4)(3)O(7)vT,(1)TRCO1&COTHTR+VCCuOD5k5k5kC1C2G1G2G3T+2658437RQQ001R=0时,时,Q=1,uo=0,T导通。导
4、通。1&COTHTR+VCCuOD5k5k5kC1C2G1G2G3T+2658437RQQR=0时,时,Q=1,uo=0,T饱和导通。饱和导通。R=1、UTH2VCC/3、UTRVCC/3时,时,C1=0、C2=1,Q=1、Q=0,uo=0,T饱和导通。饱和导通。2VCC/3VCC/3000111&COTHTR+VCCuOD5k5k5kC1C2G1G2G3T+2658437RQQR=0时,时,Q=1,uo=0,T饱和导通。饱和导通。R=1、UTH2VCC/3、UTRVCC/3时,时,C1=0、C2=1,Q=1、Q=0,uo=0,T饱和导通。饱和导通。2VCC/3VCC/310011R=1、UT
5、H2VCC/3、UTRVCC/3时,时,C1=1、C2=1,Q、Q不变,不变,uo不变,不变,T状态不变。状态不变。1101&COTHTR+VCCuOD5k5k5kC1C2G1G2G3T+2658437RQQR=0时,时,Q=1,uo=0,T饱和导通。饱和导通。R=1、UTH2VCC/3、UTRVCC/3时,时,C1=0、C2=1,Q=1、Q=0,uo=0,T饱和导通。饱和导通。2VCC/3VCC/311100R=1、UTH2VCC/3、UTRVCC/3时,时,C1=1、C2=1,Q、Q不变,不变,uo不变,不变,T状态不变。状态不变。R=1、UTH2VCC/3、UTRVCC/3时,时,C1=
6、1、C2=0,Q=0、Q=1,uo=1,T截止。截止。2工作原理工作原理 想一想想一想:555电电路的主要功能是什路的主要功能是什么么,放,放电电端如果端如果并联并联在充放在充放电电回路上的回路上的电电容容两两端可能端可能会会出出现什么现现什么现象?象?7.3施密特触发器施密特触发器7.3 施密特触发器施密特触发器施密特触发器施密特触发器具有回差电压特性,具有回差电压特性,能将边沿变化缓慢的能将边沿变化缓慢的电压波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲。电压波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲。7.3.1 用用555定时器构成的施密特触发器定时器构成的施密特触发器1.电路组成及工作原理电路组成及工作原理vItO1
7、vt1/3VCC2/3VCC1 12 26 65 5VCCRDO5555553 3Ov7 7vTRIC8 84 412IvCCVVCC2RvTROVIV电路符号电路符号2/3V放电端1/3VCv5kS1(2)(7)(6)&(3)GV&TRO1CC(4)TCCC(8)5k5k2RCC(1)&1VO21RvIvCC2TR2.电压滞回特性和主要参数电压滞回特性和主要参数 (2)主要静态参数)主要静态参数 (a)上限阈值电压)上限阈值电压VT+vI上升过程中,输出电压上升过程中,输出电压vO由由高电平高电平VOH跳变到低电平跳变到低电平VOL时,时,所 对 应 的 输 入 电 压 值。所 对 应 的
8、输 入 电 压 值。VT+=2/3VCC。(b)下限阈值电压)下限阈值电压VT vI下降过程中,下降过程中,vO由低电平由低电平VOL跳变到高电平跳变到高电平VOH时,所对应的时,所对应的输入电压值。输入电压值。VT=1/3VCC。(3)回差电压)回差电压VT VT=VT+VT=1/3VCC(1)电压滞回特性)电压滞回特性1/3VCCVoVi0传输特性传输特性VOHVOL2/3VCCVTvItO1vt1/3VCC2/3VCCOVIV电路符号电路符号2/3V放电端放电端1/3VO2vtO1vtVCC2vO11 12 26 65 5VCCRDO5555553 3Ov7 7vTHIC8 84 412
9、IvCCVVCC2RvTRCv5kS1(2)(7)(6)&(3)GV&O1CC(4)TCCC(8)5k5k2RCC(1)&1VO21 1RvIvCC2TRTH7.3.2 集成施密特触发器集成施密特触发器 2.TTL集成施密特触发器集成施密特触发器74LS14 12345678910111213141A1Y2A2Y3A3Y4A4Y5A5Y6A6YVVD DSSCC401061.CMOS集成施密特触发器集成施密特触发器CC4010612345671A1Y2A2Y3A3YG N D8910111213144A4Y5A5Y6A6YVCC74LS147.3.3 施密特触发器的应用举例施密特触发器的应用举
10、例1.用作接口电路用作接口电路将缓慢变化的输入信号,转换成为符合将缓慢变化的输入信号,转换成为符合TTL系统要求的脉冲波形。系统要求的脉冲波形。2.用作整形电路用作整形电路把不规则的输入信号整形成为矩形脉冲。把不规则的输入信号整形成为矩形脉冲。正正弦弦波波振振荡荡器器1VO输入输入输出输出VT+VT-3.用于脉冲鉴幅用于脉冲鉴幅从一系列幅度不同的脉冲信号中,从一系列幅度不同的脉冲信号中,选出那些幅度大于选出那些幅度大于VT+的输入脉冲。的输入脉冲。VIOV1ItVT-T+V0VOV0t7.4 单稳态触发器单稳态触发器 单稳态触发器单稳态触发器有一个稳态和一个暂稳态;在触发脉有一个稳态和一个暂稳
11、态;在触发脉冲作用下,由稳态翻转到暂稳态;暂稳状态维持一段时间冲作用下,由稳态翻转到暂稳态;暂稳状态维持一段时间后,自动返回到稳态。后,自动返回到稳态。(1)无触发信号输入时电路工作)无触发信号输入时电路工作在稳定状态在稳定状态 当当vI=1时,电路工作在稳定状态,时,电路工作在稳定状态,即即vO=0,vC=0。7.4.1 用用555定时器组成单定时器组成单稳态触发器稳态触发器1.电路组成及工作原理电路组成及工作原理2 26 6VCCRDO5555553 3TH8 84 4v7 7VCCC1 15 5vCvIRC0.011FTR(2)vI下降沿触发下降沿触发 当当vI下降沿到达时,下降沿到达时
12、,vO由由0跳变为跳变为1,电路由稳态转入暂稳态。,电路由稳态转入暂稳态。2Ov3CCOtVOtCvOItv2 26 6VCCRDO5555553 3TH8 84 4v7 7VCCC1 15 5vCvIRC0.011FTR(3)V1/3VCCSCC(8)&C&C(7)I5k放电端放电端5k(1)C2/3VGR5kvv1CR2v(6)CC1T&(2)TH(4)OTR(3)暂稳态的维持时间)暂稳态的维持时间在暂稳态期间,三极管在暂稳态期间,三极管T截止,截止,VCC经经R向向C充电。充电。时间常数时间常数1=RC,vC由由0V开始增大,在开始增大,在vC上升到上升到2/3VCC之前,电路保持暂稳态
13、之前,电路保持暂稳态不变。不变。2Ov3CCOtVOtCvOItv(4)自动返回时间)自动返回时间当当vC上升至上升至2/3VCC时,时,vO变变0,电路由暂稳态重新,电路由暂稳态重新转入稳态。转入稳态。(5)恢复过程)恢复过程当暂稳当暂稳态结束后,态结束后,C通过饱和导通过饱和导通的通的T放电,时间常数放电,时间常数 2=RCESC,由于,由于RCES很很小,所以放电很快。小,所以放电很快。C放放电完毕,恢复过程结束。电完毕,恢复过程结束。2Ov3CCOtVOtCvOItv2.主要参数估算主要参数估算输出脉冲宽度输出脉冲宽度Tw(用三要素法计算)用三要素法计算)reWttTf 11minma
14、xCRVVVtvvvvtCCCCCCWCCCCW1.1320ln)()()0()(ln11 (2)恢复时间)恢复时间tre tre=(35)2(3)最高工作频率)最高工作频率fmax vI周期的最小值:周期的最小值:Tmin=tWtre 最高工作频率最高工作频率:TTW7.4.2 7.4.2 集成单稳态触发器集成单稳态触发器7412174121A1、A2是下沿有效的触发信号输入端,是下沿有效的触发信号输入端,B是上沿有效的触发信号输入端。是上沿有效的触发信号输入端。AABvovoextCRintCextextRVCCGND10111491634512774121保持稳态保持稳态0 10 10
15、10 10 1 0 1 01 1 下沿触发下沿触发1 1 1 1 1上沿触发上沿触发工作特征工作特征vO vO输输 出出0 0 A1 A1 B输输 入入74121功能表功能表1.TTL集成单稳态触发器集成单稳态触发器74121的逻辑功能和使用方法的逻辑功能和使用方法 集成单稳态触发器集成单稳态触发器7412174121的外部元件连接方法的外部元件连接方法:(b b)使用内部电阻)使用内部电阻Rint且电路为上升沿触发的连接方式。且电路为上升沿触发的连接方式。AABovovextCintRextextCRCCVGND10111491634512774121CCVextR1vICext(a)AAB
16、ovovextCintRextextCRCCVGND10111491634512774121vICextCCV(b)(a a)使用外部电阻)使用外部电阻Rext且电路为下降沿触发的连接方式。且电路为下降沿触发的连接方式。2.74121的主要参数的主要参数 (1)输出脉冲宽度输出脉冲宽度tW 使用外接电阻:使用外接电阻:tW 0.7RextC 使用内部电阻:使用内部电阻:tW 0.7RintC 74121内部内部电阻电阻=2k,外接电阻外接电阻Rext可在可在1.440k之间选择,之间选择,外接电容外接电容C可在可在10pF10F之间选择,之间选择,(2)输入触发脉冲最小周期)输入触发脉冲最小周
17、期Tmin Tmin=tWtre(3)周期性输入触发脉冲占空比)周期性输入触发脉冲占空比q 定义:定义:q=tW/T 最大占空比:最大占空比:qmax=tW/Tmin所以,当所以,当R=2k时,时,最大占空比最大占空比qmax为为67%;当当R=40k时,时,最大占空比最大占空比qmax可达可达90%。3.关于集成单稳态触发器的重复关于集成单稳态触发器的重复触发问题触发问题 集成单稳有不可重复触发型和可重复触发型两种。不可重复集成单稳有不可重复触发型和可重复触发型两种。不可重复触发的单稳一旦被触发进入暂稳态以后,再加入触发脉冲不会触发的单稳一旦被触发进入暂稳态以后,再加入触发脉冲不会影响电路的
18、工作过程,必须在暂稳态结束以后,它才能接受下影响电路的工作过程,必须在暂稳态结束以后,它才能接受下一个触发脉冲而转入下一个暂稳态。而可重复触发的单稳态在一个触发脉冲而转入下一个暂稳态。而可重复触发的单稳态在电路被触发而进入暂稳态以后,如果再次加入触发脉冲,电路电路被触发而进入暂稳态以后,如果再次加入触发脉冲,电路将重新被触发,使输出脉冲再继续维持一个将重新被触发,使输出脉冲再继续维持一个tW宽度。宽度。74121、74221、74LS221都是不可重复触发的单稳态触都是不可重复触发的单稳态触发器。属于可重复触发的触发器有发器。属于可重复触发的触发器有74122、74LS122、74123、74
19、LS123等。等。7.4.3 单稳态触发器的应用单稳态触发器的应用1.延时与定时延时与定时(1)延时)延时图中,图中,v/O的下降沿比的下降沿比vI的下的下降沿滞后了时间降沿滞后了时间tW。(2)定时)定时当当v/O=1时,与门打开,时,与门打开,vO=vF。当。当v/O=0时,时,与门关闭,与门关闭,vO为低电平。为低电平。与门打开的时间是单稳与门打开的时间是单稳输出脉冲输出脉冲v/O的宽度的宽度tW。1&vIvO单稳与门vFOvvItWvOvFOv 2.整形整形 单稳态触发器能够把不规则的输入信号单稳态触发器能够把不规则的输入信号vI,整形成为幅度,整形成为幅度和宽度都相同的标准矩形脉冲和
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 数字 电子技术 第七 PPT 徐丽香 第二